JPH0882769A - 手ぶれ補正機能を有するズームレンズ - Google Patents
手ぶれ補正機能を有するズームレンズInfo
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- JPH0882769A JPH0882769A JP6219711A JP21971194A JPH0882769A JP H0882769 A JPH0882769 A JP H0882769A JP 6219711 A JP6219711 A JP 6219711A JP 21971194 A JP21971194 A JP 21971194A JP H0882769 A JPH0882769 A JP H0882769A
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- lens
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
- G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
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- G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
- G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
- G02B15/143—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only
- G02B15/1431—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive
- G02B15/143103—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective having three groups only the first group being positive arranged ++-
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高変倍・コンパクトで、ズーム全域で高い光学
性能を保持した手ぶれ補正を可能とする。 【構成】物体側から正の第1群Gr1,正の第2群Gr
2,絞りS,負の第3群Gr3から成り、第2群Gr2
は物体側から負の前群と正の後群とから成る。広角側W
から望遠側Tにかけてのズーミングにおいて間隔d4が大
きくなるように、間隔d4,d9を変化させることによって
ズーミングを行い、第2群Gr2全体を平行偏心させる
ことにより手ぶれ補正を行う。
性能を保持した手ぶれ補正を可能とする。 【構成】物体側から正の第1群Gr1,正の第2群Gr
2,絞りS,負の第3群Gr3から成り、第2群Gr2
は物体側から負の前群と正の後群とから成る。広角側W
から望遠側Tにかけてのズーミングにおいて間隔d4が大
きくなるように、間隔d4,d9を変化させることによって
ズーミングを行い、第2群Gr2全体を平行偏心させる
ことにより手ぶれ補正を行う。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、手ぶれ補正機能を有す
るズームレンズに関するものであり、更に詳しくは、手
ぶれ(例えば、カメラの手持ち撮影時の振動)による像の
ぶれを防ぐことができる、レンズシャッターカメラに好
適な手ぶれ補正機能を有するズームレンズに関するもの
である。
るズームレンズに関するものであり、更に詳しくは、手
ぶれ(例えば、カメラの手持ち撮影時の振動)による像の
ぶれを防ぐことができる、レンズシャッターカメラに好
適な手ぶれ補正機能を有するズームレンズに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、写真撮影の失敗の原因は、その殆
どが手ぶれとピンボケであった。ところが、近年、カメ
ラの殆どにオートフォーカス機構が採用されるようにな
り、また、オートフォーカス機構のピント精度が向上す
るに従って、ピンボケによる写真撮影の失敗は殆ど解消
されている。一方、カメラに標準装備されるレンズは、
単焦点レンズからズームレンズへと移行してきており、
それと共に高倍率化,望遠化が図られ、手ぶれの可能性
が非常に高くなっている。その結果、現在では、写真撮
影の失敗の原因は手ぶれによるものといっても過言では
なく、そのためズームレンズには手ぶれ補正機能が不可
欠なものとなってきている。
どが手ぶれとピンボケであった。ところが、近年、カメ
ラの殆どにオートフォーカス機構が採用されるようにな
り、また、オートフォーカス機構のピント精度が向上す
るに従って、ピンボケによる写真撮影の失敗は殆ど解消
されている。一方、カメラに標準装備されるレンズは、
単焦点レンズからズームレンズへと移行してきており、
それと共に高倍率化,望遠化が図られ、手ぶれの可能性
が非常に高くなっている。その結果、現在では、写真撮
影の失敗の原因は手ぶれによるものといっても過言では
なく、そのためズームレンズには手ぶれ補正機能が不可
欠なものとなってきている。
【0003】手ぶれ補正機能を有するズームレンズとし
て、一部のレンズを偏心させることによって手ぶれ補正
を行うものが提案されている(特開平1-116619号,同2-10
3014号,同2-93620号,同4-362909号,同4-212916号,同6-9
5039号等)。
て、一部のレンズを偏心させることによって手ぶれ補正
を行うものが提案されている(特開平1-116619号,同2-10
3014号,同2-93620号,同4-362909号,同4-212916号,同6-9
5039号等)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】手ぶれ補正機能を有す
るズームレンズは、標準状態(以下「偏心前状態」とも
いう。)で光学性能が良好であることは勿論、補正状態
(以下「偏心後状態」ともいう。)においてもレンズの偏
心による収差(以下「偏心収差」という。)の発生を抑え
て、光学性能が保持される必要がある。しかし、上記従
来例では、偏心による光学性能の低下が大きいため、ズ
ーム全域で充分満足しうる光学性能が得られない。しか
も、高変倍比化・コンパクト化も満足しうる程度に達成
されていない。
るズームレンズは、標準状態(以下「偏心前状態」とも
いう。)で光学性能が良好であることは勿論、補正状態
(以下「偏心後状態」ともいう。)においてもレンズの偏
心による収差(以下「偏心収差」という。)の発生を抑え
て、光学性能が保持される必要がある。しかし、上記従
来例では、偏心による光学性能の低下が大きいため、ズ
ーム全域で充分満足しうる光学性能が得られない。しか
も、高変倍比化・コンパクト化も満足しうる程度に達成
されていない。
【0005】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、高変倍でコンパクトなズームレ
ンズであって、ズーム全域で高い光学性能を保持した手
ぶれ補正が可能な手ぶれ補正機能を有するズームレンズ
を提供することにある。
であって、その目的は、高変倍でコンパクトなズームレ
ンズであって、ズーム全域で高い光学性能を保持した手
ぶれ補正が可能な手ぶれ補正機能を有するズームレンズ
を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明に係る手ぶれ補正機能を有するズームレ
ンズは、物体側から順に、正のパワーを有する第1群
と,正のパワーを有する第2群と,絞りと,負のパワー
を有する第3群とから成り、前記第2群は、物体側から
順に、負のパワーを有する前群と正のパワーを有する後
群とから成り、広角側から望遠側にかけてのズーミング
において前記第1群と第2群との間隔が大きくなるよう
に、前記第1群と第2群との間隔及び第2群と第3群と
の間隔を変化させることによってズーミングを行い、前
記第2群全体を平行偏心させることにより手ぶれ補正を
行うことを特徴とする。
め、第1の発明に係る手ぶれ補正機能を有するズームレ
ンズは、物体側から順に、正のパワーを有する第1群
と,正のパワーを有する第2群と,絞りと,負のパワー
を有する第3群とから成り、前記第2群は、物体側から
順に、負のパワーを有する前群と正のパワーを有する後
群とから成り、広角側から望遠側にかけてのズーミング
において前記第1群と第2群との間隔が大きくなるよう
に、前記第1群と第2群との間隔及び第2群と第3群と
の間隔を変化させることによってズーミングを行い、前
記第2群全体を平行偏心させることにより手ぶれ補正を
行うことを特徴とする。
【0007】また、第2の発明に係る手ぶれ補正機能を
有するズームレンズは、物体側から順に、正のパワーを
有する第1群と,正のパワーを有する第2群と,絞り
と,負のパワーを有する第3群とから成り、前記第2群
は、物体側から順に、負のパワーを有する前群と正のパ
ワーを有する後群とから成り、広角側から望遠側にかけ
てのズーミングにおいて前記第1群と第2群との間隔が
大きくなるように、前記第1群と第2群との間隔及び第
2群と第3群との間隔を変化させることによってズーミ
ングを行い、前記第2群全体を平行偏心させることによ
り手ぶれ補正を行い、更に以下の条件式(1)及び(2)を満
足することを特徴とする。 0<φI/φW<0.57 ……(1) 0.03<φDF/CDR<0.5 ……(2) 但し、 φI:第1群のパワー φW:広角端での全系のパワー φDF:第2群の前群(即ち、物体側の負群)のパワー CDR:第2群の最像側面の曲率 である。
有するズームレンズは、物体側から順に、正のパワーを
有する第1群と,正のパワーを有する第2群と,絞り
と,負のパワーを有する第3群とから成り、前記第2群
は、物体側から順に、負のパワーを有する前群と正のパ
ワーを有する後群とから成り、広角側から望遠側にかけ
てのズーミングにおいて前記第1群と第2群との間隔が
大きくなるように、前記第1群と第2群との間隔及び第
2群と第3群との間隔を変化させることによってズーミ
ングを行い、前記第2群全体を平行偏心させることによ
り手ぶれ補正を行い、更に以下の条件式(1)及び(2)を満
足することを特徴とする。 0<φI/φW<0.57 ……(1) 0.03<φDF/CDR<0.5 ……(2) 但し、 φI:第1群のパワー φW:広角端での全系のパワー φDF:第2群の前群(即ち、物体側の負群)のパワー CDR:第2群の最像側面の曲率 である。
【0008】上記平行偏心とは、一部の光学系を光軸に
対して垂直(又はほぼ垂直)な方向へ移動させることをい
う。本発明では、手ぶれ補正のために平行偏心させる光
学系(以下「補正レンズ群」という。)として、ズーム群
のうちの1つである第2群全体(即ち、第2群の全レン
ズ)を用いている。通常、ズーム群は各群内で収差補正
されているので、この構成によれば、従来例(例えば特
開平2-103014号,同2-93620号,同4-362909号,同6-95039
号)よりも、標準状態での収差のみならず偏心収差も良
好に補正することができる。これに対し、ズーム群を構
成する一部のレンズを偏心させることにより手ぶれ補正
を行うと、その一部のレンズで収差を補正し、更にズー
ム群全体でも収差を補正しなければならず、結果とし
て、レンズ枚数が多くなり全長が大きくなってしまう。
対して垂直(又はほぼ垂直)な方向へ移動させることをい
う。本発明では、手ぶれ補正のために平行偏心させる光
学系(以下「補正レンズ群」という。)として、ズーム群
のうちの1つである第2群全体(即ち、第2群の全レン
ズ)を用いている。通常、ズーム群は各群内で収差補正
されているので、この構成によれば、従来例(例えば特
開平2-103014号,同2-93620号,同4-362909号,同6-95039
号)よりも、標準状態での収差のみならず偏心収差も良
好に補正することができる。これに対し、ズーム群を構
成する一部のレンズを偏心させることにより手ぶれ補正
を行うと、その一部のレンズで収差を補正し、更にズー
ム群全体でも収差を補正しなければならず、結果とし
て、レンズ枚数が多くなり全長が大きくなってしまう。
【0009】補正レンズ群である第2群は、負・正構成
を採り、その後ろには絞りが位置しているため、第2群
によって歪曲収差が負(収差係数Vはプラス)となる。こ
れによる軸外像点移動誤差はプラスなので、回転ブレに
よって必ず発生するマイナスの軸外像点移動誤差を、従
来例(例えば特開平1-116619号)よりも、より効果的に消
すことができる。
を採り、その後ろには絞りが位置しているため、第2群
によって歪曲収差が負(収差係数Vはプラス)となる。こ
れによる軸外像点移動誤差はプラスなので、回転ブレに
よって必ず発生するマイナスの軸外像点移動誤差を、従
来例(例えば特開平1-116619号)よりも、より効果的に消
すことができる。
【0010】ところで、正の補正レンズ群及び負群のみ
から成り、望遠側へのズーミングに際して群間隔が拡が
るズームレンズでは、広角時と望遠時とで横色収差の大
きさが大きく異なる。しかも、手ぶれ補正時には偏心に
よる軸上横色収差がこれに加わるため、トータルの横色
収差を許容できなくなる。そこで、本発明では、補正レ
ンズ群の前にもう一つ、望遠側へのズーミングに際して
補正レンズ群との間隔が拡がる正群(第1群)を配置する
ことにより、横色収差を良好に補正する。
から成り、望遠側へのズーミングに際して群間隔が拡が
るズームレンズでは、広角時と望遠時とで横色収差の大
きさが大きく異なる。しかも、手ぶれ補正時には偏心に
よる軸上横色収差がこれに加わるため、トータルの横色
収差を許容できなくなる。そこで、本発明では、補正レ
ンズ群の前にもう一つ、望遠側へのズーミングに際して
補正レンズ群との間隔が拡がる正群(第1群)を配置する
ことにより、横色収差を良好に補正する。
【0011】一方、第1群が負の場合{条件式(1)の下限
を超える場合}は、第1群で負の大きな歪曲収差が発生
するため、軸外像点移動誤差が正に大きくなってしま
う。また、第1群のパワーが正に大きすぎる場合{条件
式(1)の上限を超える場合}、第1群の正に大きい歪曲収
差が発生するため、軸外像点移動誤差が負に大きくなっ
てしまう。従って、前記条件式(1)を満たすことによっ
て、従来例(例えば特開平1-116619号,同4-212916号)と
比べ、歪曲収差を良好に補正して、軸外像点移動誤差を
小さく抑えることができる。
を超える場合}は、第1群で負の大きな歪曲収差が発生
するため、軸外像点移動誤差が正に大きくなってしま
う。また、第1群のパワーが正に大きすぎる場合{条件
式(1)の上限を超える場合}、第1群の正に大きい歪曲収
差が発生するため、軸外像点移動誤差が負に大きくなっ
てしまう。従って、前記条件式(1)を満たすことによっ
て、従来例(例えば特開平1-116619号,同4-212916号)と
比べ、歪曲収差を良好に補正して、軸外像点移動誤差を
小さく抑えることができる。
【0012】また、補正レンズ群である第2群の最像側
面(即ち、最も絞り側の面)は、像側に凸であるのが好ま
しい。第2群を構成する負の前群は、負の歪曲収差を発
生させるとともに、大きな正方向の球面収差(収差係数
Iは負)を発生させ、更に望遠側では手ぶれ補正時の軸
上コマを発生させる原因となる。補正レンズ群の最も絞
り側の面を像側に凸の(割ときつい)面とすると、この面
は絞りに近いため、歪曲収差を発生させずに負方向の球
面収差を発生させる。これにより、補正レンズ群中の球
面収差を小さくし、望遠側での手ぶれ補正時の軸上コマ
を小さくすることができる。前記条件式(2)はこのため
の条件を規定しており、条件式(2)を満たすことによっ
て球面収差を良好に補正することができる。条件式(2)
の下限を超えると球面収差が負の方向に大きくなり、条
件式(2)の上限を超えると球面収差が正の方向に大きく
なる。
面(即ち、最も絞り側の面)は、像側に凸であるのが好ま
しい。第2群を構成する負の前群は、負の歪曲収差を発
生させるとともに、大きな正方向の球面収差(収差係数
Iは負)を発生させ、更に望遠側では手ぶれ補正時の軸
上コマを発生させる原因となる。補正レンズ群の最も絞
り側の面を像側に凸の(割ときつい)面とすると、この面
は絞りに近いため、歪曲収差を発生させずに負方向の球
面収差を発生させる。これにより、補正レンズ群中の球
面収差を小さくし、望遠側での手ぶれ補正時の軸上コマ
を小さくすることができる。前記条件式(2)はこのため
の条件を規定しており、条件式(2)を満たすことによっ
て球面収差を良好に補正することができる。条件式(2)
の下限を超えると球面収差が負の方向に大きくなり、条
件式(2)の上限を超えると球面収差が正の方向に大きく
なる。
【0013】また、本発明に係るズームレンズは、第1
群中に少なくとも1枚の凹レンズを有し、第2群を構成
する負の前群中に少なくとも1枚の凹レンズを有し、更
に次の条件式(3)を満たすのが好ましい。 -0.7<(0.7×C1M+C2M)/φWide<0 ……(3) 但し、 C1M:第1群中の凹レンズの物体側面の曲率 C2M:第2群の前群中の凹レンズの物体側面の曲率 φWide:広角端での全系のパワー である。
群中に少なくとも1枚の凹レンズを有し、第2群を構成
する負の前群中に少なくとも1枚の凹レンズを有し、更
に次の条件式(3)を満たすのが好ましい。 -0.7<(0.7×C1M+C2M)/φWide<0 ……(3) 但し、 C1M:第1群中の凹レンズの物体側面の曲率 C2M:第2群の前群中の凹レンズの物体側面の曲率 φWide:広角端での全系のパワー である。
【0014】広角側で第1群,第2群が歪曲収差に与え
る効果のほとんどは、曲率C1M,C2Mの影響によるもの
であり、パワー関係がほぼ同じ場合、歪曲収差は他の曲
率等の変化による影響をあまり受けない。また、軸外像
点移動誤差は、第1群の歪曲収差による効果と第2群の
歪曲収差による効果とによって決まるが、第1群の歪曲
収差が軸外像点移動誤差に与える影響は、第2群の歪曲
収差が軸外像点移動誤差に与える影響の約70%ぐらい
である。
る効果のほとんどは、曲率C1M,C2Mの影響によるもの
であり、パワー関係がほぼ同じ場合、歪曲収差は他の曲
率等の変化による影響をあまり受けない。また、軸外像
点移動誤差は、第1群の歪曲収差による効果と第2群の
歪曲収差による効果とによって決まるが、第1群の歪曲
収差が軸外像点移動誤差に与える影響は、第2群の歪曲
収差が軸外像点移動誤差に与える影響の約70%ぐらい
である。
【0015】そこで、軸外像点移動誤差を良好に補正す
るため、前記条件式(3)を満足させる。条件式(3)の下限
を超えると、物体側に凹面の強い負レンズの効果が大き
くなり、負の大きい歪曲収差によって軸外像点移動誤差
が正に大きくなる。条件式(3)の上限を超えると、物面
の回転(収差係数による計算において後述する。)によっ
て発生する負の軸外像点移動誤差を補正しきれなくな
る。
るため、前記条件式(3)を満足させる。条件式(3)の下限
を超えると、物体側に凹面の強い負レンズの効果が大き
くなり、負の大きい歪曲収差によって軸外像点移動誤差
が正に大きくなる。条件式(3)の上限を超えると、物面
の回転(収差係数による計算において後述する。)によっ
て発生する負の軸外像点移動誤差を補正しきれなくな
る。
【0016】次に、本発明のような手ぶれ補正光学系の
収差劣化の定義を図13に基づいて説明する。同図に示
す偏心収差(軸外像点移動誤差,片ボケ,軸上コマ及び
軸上横色収差)は、手ぶれ補正光学系の像劣化の要因と
なる。
収差劣化の定義を図13に基づいて説明する。同図に示
す偏心収差(軸外像点移動誤差,片ボケ,軸上コマ及び
軸上横色収差)は、手ぶれ補正光学系の像劣化の要因と
なる。
【0017】[軸外像点移動誤差]{図13(A)} 偏心した光学系では、通常の歪曲収差に加えて偏心によ
る歪曲誤差が発生する。このため、手ぶれ補正光学系に
おいては、軸上(画面中心)の像点が完全に止まるように
補正したとき、軸外の像点が完全に止まらずに像ぶれが
発生する。図13(A)中、1はフィルム面、2は補正状
態(偏心後状態)の像点、3は標準状態(偏心前状態)の像
点、4は手ぶれ補正方向を表す。
る歪曲誤差が発生する。このため、手ぶれ補正光学系に
おいては、軸上(画面中心)の像点が完全に止まるように
補正したとき、軸外の像点が完全に止まらずに像ぶれが
発生する。図13(A)中、1はフィルム面、2は補正状
態(偏心後状態)の像点、3は標準状態(偏心前状態)の像
点、4は手ぶれ補正方向を表す。
【0018】ここで、光軸をx軸方向、手ぶれ方向をy軸
方向(即ち、手ぶれ補正方向4もy軸方向)とし、Y(y',
z',θ)を近軸像点が(y',z')である光線の手ぶれ補正角
θでの実際の像点のY座標{軸上の像点が完全に止まるよ
うに補正するので、常にY(0,0,θ)=0である。}とする
と、次の式(a)が成り立つ。 ΔY(y',z',θ)=Y(y',z',θ)-Y(y',z',0) ……(a)
方向(即ち、手ぶれ補正方向4もy軸方向)とし、Y(y',
z',θ)を近軸像点が(y',z')である光線の手ぶれ補正角
θでの実際の像点のY座標{軸上の像点が完全に止まるよ
うに補正するので、常にY(0,0,θ)=0である。}とする
と、次の式(a)が成り立つ。 ΔY(y',z',θ)=Y(y',z',θ)-Y(y',z',0) ……(a)
【0019】特に指定しない限り、y軸上の像点につい
ての軸外像点移動誤差ΔYY'及びz軸上の像点についての
軸外像点移動誤差ΔYZ'は、それぞれ以下の式(b)及び式
(c)で表される。なお、0.7fieldは35mmフィルムでは約1
5mmである。 ΔYY'={ΔY(0.7field,0,0.7゜)+ΔY(-0.7field,0,0.7゜)}/2 ……(b) ΔYZ'=ΔY(0,0.7field,0.7゜) ……(c)
ての軸外像点移動誤差ΔYY'及びz軸上の像点についての
軸外像点移動誤差ΔYZ'は、それぞれ以下の式(b)及び式
(c)で表される。なお、0.7fieldは35mmフィルムでは約1
5mmである。 ΔYY'={ΔY(0.7field,0,0.7゜)+ΔY(-0.7field,0,0.7゜)}/2 ……(b) ΔYZ'=ΔY(0,0.7field,0.7゜) ……(c)
【0020】[片ボケ]{図13(B)} 図13(B)中、5は光軸AXに非対称な像面を表し、6
は光軸に対称な像面を表す。光学系の非対称性によっ
て、像面5は光軸AXに対し非対称となる。これによ
り、生じるメリディオナル片ボケΔM'及びサジタル片ボ
ケΔS'は、それぞれ以下の式(d)及び式(e)で表される。 ΔM'={メリテ゛ィオナル値(y'=0.7field,z=0,θ=0.7゜)-メリテ゛ィオナル値(y'=-0.7field,z =0,θ=0.7゜)}/2 ……(d) ΔS'={サシ゛タル値(y'=0.7field, z=0,θ=0.7゜)-サシ゛タル値(y'=-0.7field,z=0,θ =0.7゜)}/2 ……(e)
は光軸に対称な像面を表す。光学系の非対称性によっ
て、像面5は光軸AXに対し非対称となる。これによ
り、生じるメリディオナル片ボケΔM'及びサジタル片ボ
ケΔS'は、それぞれ以下の式(d)及び式(e)で表される。 ΔM'={メリテ゛ィオナル値(y'=0.7field,z=0,θ=0.7゜)-メリテ゛ィオナル値(y'=-0.7field,z =0,θ=0.7゜)}/2 ……(d) ΔS'={サシ゛タル値(y'=0.7field, z=0,θ=0.7゜)-サシ゛タル値(y'=-0.7field,z=0,θ =0.7゜)}/2 ……(e)
【0021】[軸上コマ]{図13(C)} 図13(C)中、7は軸上光束を表し、8は軸上主光線を
表す。図示のように、軸上の光束7が軸上主光線8に対
して対称とならずにコマ収差が発生する。軸上光束7に
おいて生じる軸上コマAXCMは、次の式(f)で表される。 AXCM={Y(Upprer Zornal,θ=0.7゜)+Y(Lower Zornal,θ=0.7゜)}/2 ……(f)
表す。図示のように、軸上の光束7が軸上主光線8に対
して対称とならずにコマ収差が発生する。軸上光束7に
おいて生じる軸上コマAXCMは、次の式(f)で表される。 AXCM={Y(Upprer Zornal,θ=0.7゜)+Y(Lower Zornal,θ=0.7゜)}/2 ……(f)
【0022】[軸上横色収差]{図13(D)} 像点は波長の違いによってずれるため、光学系が非対称
のとき軸上光でもずれが生じる。軸上主光線において生
じる軸上横色収差は、次の式(g)で表される。 (軸上横色収差)={Y(g線,θ=0.7゜)-Y(d線,θ=0.7゜)} ……(g)
のとき軸上光でもずれが生じる。軸上主光線において生
じる軸上横色収差は、次の式(g)で表される。 (軸上横色収差)={Y(g線,θ=0.7゜)-Y(d線,θ=0.7゜)} ……(g)
【0023】上記偏心収差については、松井氏の論文
「偏心の存在する光学系の3次の収差論」(1990年6月JO
EM)に、その応用方法が示されている。その方法は通常
の撮影レンズが取付誤差により偏心した場合等には適し
ているが、物体平面と撮影レンズ及び像平面との共軸関
係がずれる手ぶれ補正光学系には、これを直接適用する
ことができない。そこで、上記論文の方法を手ぶれ補正
光学系に直接適用できるようにするため、以下に説明す
る式の変換等を行うことによって、実際の手ぶれ補正光
学系の収差を通常の3次の収差係数で表現する。
「偏心の存在する光学系の3次の収差論」(1990年6月JO
EM)に、その応用方法が示されている。その方法は通常
の撮影レンズが取付誤差により偏心した場合等には適し
ているが、物体平面と撮影レンズ及び像平面との共軸関
係がずれる手ぶれ補正光学系には、これを直接適用する
ことができない。そこで、上記論文の方法を手ぶれ補正
光学系に直接適用できるようにするため、以下に説明す
る式の変換等を行うことによって、実際の手ぶれ補正光
学系の収差を通常の3次の収差係数で表現する。
【0024】[手ぶれ補正光学系への偏心収差係数の応
用]光学系と座標との関係を示す図14に基づいて、以
下に偏心収差係数の求め方を説明する。まず、次のよう
に式を定義する。 tanω・cosφω=Y/g$ tanω・sinφω=Z/g$ R・cosφR=(g$/g)・Y* R・sinφR=(g$/g)・Z* g,g$はそれぞれ入射瞳面,物体側主平面から物体平面
(物面)OSまでの距離、ωは物点と物体側主点Hとを結ぶ
直線が基準軸となす角で、φωがそのazimuth、また、R
は物体側主平面上に換算した入射瞳半径でφRがそのazi
muthである。
用]光学系と座標との関係を示す図14に基づいて、以
下に偏心収差係数の求め方を説明する。まず、次のよう
に式を定義する。 tanω・cosφω=Y/g$ tanω・sinφω=Z/g$ R・cosφR=(g$/g)・Y* R・sinφR=(g$/g)・Z* g,g$はそれぞれ入射瞳面,物体側主平面から物体平面
(物面)OSまでの距離、ωは物点と物体側主点Hとを結ぶ
直線が基準軸となす角で、φωがそのazimuth、また、R
は物体側主平面上に換算した入射瞳半径でφRがそのazi
muthである。
【0025】物体側からν番目の面が基準軸に対してY
方向に微小量Eνだけ平行偏心したときの像平面(像面)I
S上での像点移動量ΔY,ΔZは、次の式(1A),(1B)で表
される。 ΔY=-(Eν/2αk')・[(ΔE)ν+(N・tanω)2・{(2+cos2φω)・(VE1)ν-(VE2)ν} +2R・(N・tanω)・{(2cos(φR-φω)+cos(φR+φω))・(IIIE)ν+cosφR・cosφω・(P E)ν}+R2・(2+cos2φR)・(IIE)ν] ……(1A) ΔZ=-(Eν/2αk')・[(N・tanω)2・sin2φω・(VE1)ν+2R・(N・tanω)・{sin(φR +φω)・(IIIE)ν+sinφR・sinφω・(PE)ν}+R2・sin2φR・(IIE)ν] ……(1B)
方向に微小量Eνだけ平行偏心したときの像平面(像面)I
S上での像点移動量ΔY,ΔZは、次の式(1A),(1B)で表
される。 ΔY=-(Eν/2αk')・[(ΔE)ν+(N・tanω)2・{(2+cos2φω)・(VE1)ν-(VE2)ν} +2R・(N・tanω)・{(2cos(φR-φω)+cos(φR+φω))・(IIIE)ν+cosφR・cosφω・(P E)ν}+R2・(2+cos2φR)・(IIE)ν] ……(1A) ΔZ=-(Eν/2αk')・[(N・tanω)2・sin2φω・(VE1)ν+2R・(N・tanω)・{sin(φR +φω)・(IIIE)ν+sinφR・sinφω・(PE)ν}+R2・sin2φR・(IIE)ν] ……(1B)
【0026】ここに、 (ΔE)ν:プリズム作用(像の横ずれ) (VE1)ν,(VE2)ν:回転非対称な歪曲 (IIIE)ν,(PE)ν:回転非対称な非点収差,像面の傾き (IIE)ν:軸上にも表れる回転非対称なコマ収差 とすると、偏心による影響を表す各偏心収差係数も、ν
番目の面から像面までのレンズ面の収差係数により、以
下の式(1C)〜(1H)で表される(#:物面上を示す添え
字。)。なお、回転偏心の場合も式(1A)〜(1H)と同様の
形の式で表現される。 (ΔE)ν=-2(αν'-αν) ……(1C) (VE1)ν=[{αν'・(μ=ν+1→k)ΣVμ}-{αν・(μ=ν→k)ΣVμ}]-[{αν'#・ (μ=ν+1→k)ΣIIIμ}-{αν#・(μ=ν→k)ΣIIIμ}] ……(1D) (VE2)ν={αν'#・(μ=ν+1→k)ΣPμ}-{αν#・(μ=ν→k)ΣPμ} ……(1E ) (IIIE)ν=[{αν'・(μ=ν+1→k)ΣIIIμ}-{αν・(μ=ν→k)ΣIIIμ}]-[{ αν'#・(μ=ν+1→k)ΣIIμ}-{αν#・(μ=ν→k)ΣIIμ}] ……(1F) (PE)ν={αν'・(μ=ν+1→k)ΣPμ}-{αν・(μ=ν→k)ΣPμ} ……(1G) (IIE)ν=[{αν'・(μ=ν+1→k)ΣIIμ}-{αν・(μ=ν→k)ΣIIμ}]-[{αν '#・(μ=ν+1→k)ΣIμ}-{αν#・(μ=ν→k)ΣIμ}] ……(1H)
番目の面から像面までのレンズ面の収差係数により、以
下の式(1C)〜(1H)で表される(#:物面上を示す添え
字。)。なお、回転偏心の場合も式(1A)〜(1H)と同様の
形の式で表現される。 (ΔE)ν=-2(αν'-αν) ……(1C) (VE1)ν=[{αν'・(μ=ν+1→k)ΣVμ}-{αν・(μ=ν→k)ΣVμ}]-[{αν'#・ (μ=ν+1→k)ΣIIIμ}-{αν#・(μ=ν→k)ΣIIIμ}] ……(1D) (VE2)ν={αν'#・(μ=ν+1→k)ΣPμ}-{αν#・(μ=ν→k)ΣPμ} ……(1E ) (IIIE)ν=[{αν'・(μ=ν+1→k)ΣIIIμ}-{αν・(μ=ν→k)ΣIIIμ}]-[{ αν'#・(μ=ν+1→k)ΣIIμ}-{αν#・(μ=ν→k)ΣIIμ}] ……(1F) (PE)ν={αν'・(μ=ν+1→k)ΣPμ}-{αν・(μ=ν→k)ΣPμ} ……(1G) (IIE)ν=[{αν'・(μ=ν+1→k)ΣIIμ}-{αν・(μ=ν→k)ΣIIμ}]-[{αν '#・(μ=ν+1→k)ΣIμ}-{αν#・(μ=ν→k)ΣIμ}] ……(1H)
【0027】ところが、手ぶれ補正光学系に偏心収差係
数を応用するには、光学系の反転により像面ISを物面OS
に置き換えて、像面ISからの収差係数を用いる必要があ
る。つまり、像点移動量を物面OS上のものに変換しなけ
ればならない。その理由を以下に説明する。
数を応用するには、光学系の反転により像面ISを物面OS
に置き換えて、像面ISからの収差係数を用いる必要があ
る。つまり、像点移動量を物面OS上のものに変換しなけ
ればならない。その理由を以下に説明する。
【0028】第1の理由は、偏心によって光線通過位置
に違いが生じることにある。図15(A)に示すように(L
1:偏心前の光線,L2:偏心後の光線)、上述の松井氏の
論文の方法においては、偏心レンズLSより像面IS側の光
線の通過位置が偏心レンズLSによって変わってしまう。
従って、偏心レンズLSと偏心レンズLS〜像面ISの収差係
数が偏心収差係数に関係することになる。これに対し、
図15(B)に示すように(M1:手ぶれ補正前の光線,
M2:手ぶれ補正後の光線)、手ぶれ補正光学系では(理想
的には)、偏心レンズLSより物体側の光線の通過位置が
手ぶれ補正前と手ぶれ補正後とで変わってしまう。従っ
て、偏心レンズLSと偏心レンズLSより物体側の収差係数
が偏心収差係数に関係することになる。
に違いが生じることにある。図15(A)に示すように(L
1:偏心前の光線,L2:偏心後の光線)、上述の松井氏の
論文の方法においては、偏心レンズLSより像面IS側の光
線の通過位置が偏心レンズLSによって変わってしまう。
従って、偏心レンズLSと偏心レンズLS〜像面ISの収差係
数が偏心収差係数に関係することになる。これに対し、
図15(B)に示すように(M1:手ぶれ補正前の光線,
M2:手ぶれ補正後の光線)、手ぶれ補正光学系では(理想
的には)、偏心レンズLSより物体側の光線の通過位置が
手ぶれ補正前と手ぶれ補正後とで変わってしまう。従っ
て、偏心レンズLSと偏心レンズLSより物体側の収差係数
が偏心収差係数に関係することになる。
【0029】第2の理由は、物面の回転変換に起因して
収差劣化が生じることにある。上述の松井氏の論文の方
法においては、物面OS1,像面ISは共に動かないが、手
ぶれ補正光学系では、物面OS1が図16に示すように回
転する。そのため、軸外像点移動誤差や片ボケは、回転
がない場合と比べて大きく異なってしまう。図16中、
OS1は手ぶれ補正前の物面を表し、OS2は手ぶれ補正後の
物面を表す。
収差劣化が生じることにある。上述の松井氏の論文の方
法においては、物面OS1,像面ISは共に動かないが、手
ぶれ補正光学系では、物面OS1が図16に示すように回
転する。そのため、軸外像点移動誤差や片ボケは、回転
がない場合と比べて大きく異なってしまう。図16中、
OS1は手ぶれ補正前の物面を表し、OS2は手ぶれ補正後の
物面を表す。
【0030】[反転系の収差係数と非反転系の収差係
数]上記した理由から、像点移動量を物面上のものに変
換しなければならないので、式(1A)〜(1H)の各係数を、
図17(非反転系)に基づいて表される以下の式(2A)〜(2
J)に従って変換する。なお、R( )は反転系の記号、N
は屈折率を表すものとする。R α=RN/Rg$=-α' ……(2A)R α#=α'# ……(2B)R αμ'=-αν ……(2C)R αμ'#=αν# ……(2D)R Pμ=Pν ……(2E) …同R φμ=φν ……(2F) …同R Iμ=Iν ……(2G) …同R IIμ=-IIν ……(2H) …逆R IIIμ=IIIν ……(2I) …同R Vμ=-Vν ……(2J) …逆
数]上記した理由から、像点移動量を物面上のものに変
換しなければならないので、式(1A)〜(1H)の各係数を、
図17(非反転系)に基づいて表される以下の式(2A)〜(2
J)に従って変換する。なお、R( )は反転系の記号、N
は屈折率を表すものとする。R α=RN/Rg$=-α' ……(2A)R α#=α'# ……(2B)R αμ'=-αν ……(2C)R αμ'#=αν# ……(2D)R Pμ=Pν ……(2E) …同R φμ=φν ……(2F) …同R Iμ=Iν ……(2G) …同R IIμ=-IIν ……(2H) …逆R IIIμ=IIIν ……(2I) …同R Vμ=-Vν ……(2J) …逆
【0031】[補正レンズ群が平行偏心するときの偏心
収差係数と手ぶれ収差係数]前述の式(1A)〜(1H)は、た
だ1つの面νだけが偏心した場合を示している。そこで
さらに、式(1A)〜(1H)を複数の面i〜jが偏心した場合の
式に変形する。なお、補正レンズ群が平行偏心すると
き、偏心する各面i〜jの偏心量Ei〜Ejは等しいので、
式: (ΔE)i〜j=(ν=i→j)Σ{-2・(αν'-αν)} で示すように、収差係数を和として扱うことができる。
そして、αν'=αν+1より、式: (ΔE)i〜j=-2・(αj'-αi) が得られる。
収差係数と手ぶれ収差係数]前述の式(1A)〜(1H)は、た
だ1つの面νだけが偏心した場合を示している。そこで
さらに、式(1A)〜(1H)を複数の面i〜jが偏心した場合の
式に変形する。なお、補正レンズ群が平行偏心すると
き、偏心する各面i〜jの偏心量Ei〜Ejは等しいので、
式: (ΔE)i〜j=(ν=i→j)Σ{-2・(αν'-αν)} で示すように、収差係数を和として扱うことができる。
そして、αν'=αν+1より、式: (ΔE)i〜j=-2・(αj'-αi) が得られる。
【0032】その他の収差係数についても、同様にΣの
途中の項が消える。例えば、 (PE)i〜j=(μ=i→j)Σ{αν'・(μ=ν+1→k)ΣPμ-αν・(μ=ν→k)ΣPμ} =αj'・(μ=j+1→k)ΣPμ-αi・(μ=i→k)ΣPμ 更に変形して、 (PE)i〜j=(αj'-αi)・(μ=j+1→k)ΣPμ-αi・(μ=i→
j)ΣPμ ここで、 (μ=j+1→k)ΣPμ:補正レンズ群より後のPの和(ペッツ
バール和) (μ=i→j)ΣPμ:補正レンズ群のPの和 である。 (PE)i〜j=(αj'-αi)PR-αi・PD 但し、 ( )R:補正レンズ群より後の収差係数の和 ( )D:補正レンズ群の収差係数の和 である。
途中の項が消える。例えば、 (PE)i〜j=(μ=i→j)Σ{αν'・(μ=ν+1→k)ΣPμ-αν・(μ=ν→k)ΣPμ} =αj'・(μ=j+1→k)ΣPμ-αi・(μ=i→k)ΣPμ 更に変形して、 (PE)i〜j=(αj'-αi)・(μ=j+1→k)ΣPμ-αi・(μ=i→
j)ΣPμ ここで、 (μ=j+1→k)ΣPμ:補正レンズ群より後のPの和(ペッツ
バール和) (μ=i→j)ΣPμ:補正レンズ群のPの和 である。 (PE)i〜j=(αj'-αi)PR-αi・PD 但し、 ( )R:補正レンズ群より後の収差係数の和 ( )D:補正レンズ群の収差係数の和 である。
【0033】上記のように、像点移動量の物面上のもの
への変換と、複数の面i〜jが偏心した場合の式への変形
とによって、次の式(3A)〜(3F)で表される偏心収差係数
が得られる。そして、各偏心収差係数を式(3A)〜(3F)の
通りに定義し直すと、式(1A)〜(1H)を物面上の像点移動
量を表す式として、そのまま用いることができる。 (ΔE)i〜j=-2・(αj'-αi) ……(3A) (VE1)i〜j=(αj'-αi)・VR-(αj'#-αi#)・IIIR-(αi・VD-αi#・IIID) ……( 3B) (VE2)i〜j=(αj#-αi#)・PR-αi#・PD …(3C) (IIIE)i〜j=(αj'-αi)・IIIR-(αj'#-αi#)・IIR-(αi・IIID-αi#・IID) … …(3D) (PE)i〜j=(αj'-αi)・PR-αi・PD ……(3E) (IIE)i〜j=(αj'-αi)・IIR-(αj'#-αi#)・IR-(αi・IID-αi#・ID) ……(3F )
への変換と、複数の面i〜jが偏心した場合の式への変形
とによって、次の式(3A)〜(3F)で表される偏心収差係数
が得られる。そして、各偏心収差係数を式(3A)〜(3F)の
通りに定義し直すと、式(1A)〜(1H)を物面上の像点移動
量を表す式として、そのまま用いることができる。 (ΔE)i〜j=-2・(αj'-αi) ……(3A) (VE1)i〜j=(αj'-αi)・VR-(αj'#-αi#)・IIIR-(αi・VD-αi#・IIID) ……( 3B) (VE2)i〜j=(αj#-αi#)・PR-αi#・PD …(3C) (IIIE)i〜j=(αj'-αi)・IIIR-(αj'#-αi#)・IIR-(αi・IIID-αi#・IID) … …(3D) (PE)i〜j=(αj'-αi)・PR-αi・PD ……(3E) (IIE)i〜j=(αj'-αi)・IIR-(αj'#-αi#)・IR-(αi・IID-αi#・ID) ……(3F )
【0034】[軸外像点移動誤差]次に、軸外像点移動
誤差を説明する。(反転した系の)偏心収差係数をΔE,V
E1,VE2,IIIE,PE,IIEとする。物面上での偏心による
像点移動(物面上回転変換前)は{主光線(R=0)において
は}、次の式(4A),(4B)で表される。なお、式(4A),(4
B)は、式(1A),(1B)のRをR=0としたものである。 ΔY#=-(E/2α'k)・[ΔE+(N・tanω)2・{(2+cos2φω)VE1-VE2}] ……(4A) ΔZ#=-(E/2α')・{(N・tanω)2・sin2φω)・VE1} ……(4B)
誤差を説明する。(反転した系の)偏心収差係数をΔE,V
E1,VE2,IIIE,PE,IIEとする。物面上での偏心による
像点移動(物面上回転変換前)は{主光線(R=0)において
は}、次の式(4A),(4B)で表される。なお、式(4A),(4
B)は、式(1A),(1B)のRをR=0としたものである。 ΔY#=-(E/2α'k)・[ΔE+(N・tanω)2・{(2+cos2φω)VE1-VE2}] ……(4A) ΔZ#=-(E/2α')・{(N・tanω)2・sin2φω)・VE1} ……(4B)
【0035】上記式(4A),(4B)に基づいて、次の式(4
C),(4D)が得られる(軸上光、tanω=0)。 ΔY0#=-(E/2α'k)・ΔE ……(4C) ΔZ0#=0 ……(4D)
C),(4D)が得られる(軸上光、tanω=0)。 ΔY0#=-(E/2α'k)・ΔE ……(4C) ΔZ0#=0 ……(4D)
【0036】次に、図18に基づいて回転変換を説明す
る。図18(A)から式: Y#=g$k・tanω が成り立つ。正弦定理により、 Y'#/{sin(π/2-ω')}=(Y#+ΔY#-ΔY0#)/{sin(π/2+ω'
-θ)} となり、回転変換後のΔY'#は、次の式: ΔY'#=(Y'#)-(Y#) =[Y#・cosω'+{(ΔY#)-(ΔY0#)}・cosω'-Y#・cos(ω'-θ)]/cos(ω'-θ ) で表される。この式の分子のみを変形する。 [Y#・cosω'+{(ΔY#)-(ΔY0#)}・cosω'-Y#・cos(ω'-θ)] =Y#・cosω'+{(ΔY#)-(ΔY0#)}・cosω'-Y#・cosθ・cosω'-Y#・sinθ・si nω' =(1-cosθ)・Y#・cosω'+{(ΔY#)-(ΔY0#)}・cosω'-Y#・sinθ・sinω' ここで、θは小さく他の2項に比べて無視できるので、
(1-cosθ)≒θ2/2,sinθ≒θである。また、cosω'/{c
os(ω'-θ)}≒1,sinω'/{cos(ω'-θ)}≒tanωであ
る。
る。図18(A)から式: Y#=g$k・tanω が成り立つ。正弦定理により、 Y'#/{sin(π/2-ω')}=(Y#+ΔY#-ΔY0#)/{sin(π/2+ω'
-θ)} となり、回転変換後のΔY'#は、次の式: ΔY'#=(Y'#)-(Y#) =[Y#・cosω'+{(ΔY#)-(ΔY0#)}・cosω'-Y#・cos(ω'-θ)]/cos(ω'-θ ) で表される。この式の分子のみを変形する。 [Y#・cosω'+{(ΔY#)-(ΔY0#)}・cosω'-Y#・cos(ω'-θ)] =Y#・cosω'+{(ΔY#)-(ΔY0#)}・cosω'-Y#・cosθ・cosω'-Y#・sinθ・si nω' =(1-cosθ)・Y#・cosω'+{(ΔY#)-(ΔY0#)}・cosω'-Y#・sinθ・sinω' ここで、θは小さく他の2項に比べて無視できるので、
(1-cosθ)≒θ2/2,sinθ≒θである。また、cosω'/{c
os(ω'-θ)}≒1,sinω'/{cos(ω'-θ)}≒tanωであ
る。
【0037】従って、式: ΔY'#≒(ΔY#-ΔY0#)-Y#・θ・tanω が得られる。(ΔY#-ΔY0#)は平行偏心の軸外像点移動誤
差を表し、Y#・θ・tanωは回転による付加項(収差係数と
は関係ない)を表す。但し、このときのωはXY断面上な
ので、 ΔY'#≒(ΔY#-ΔY0#)-Y#・θ・tanω・cosφω ……(5A) となる。
差を表し、Y#・θ・tanωは回転による付加項(収差係数と
は関係ない)を表す。但し、このときのωはXY断面上な
ので、 ΔY'#≒(ΔY#-ΔY0#)-Y#・θ・tanω・cosφω ……(5A) となる。
【0038】ついで、図19に基づいて像面ISへの変換
を説明する。倍率βは、式: β=g$1/g$k=αk'/α1 で表される。ここで、α1=1/g$1である。一方、像面IS
と物面OSとには、式: Y=β・Y# の関係があり、また、Y#やΔY#は1/αk'×( )の形とな
っているので、次のように変形する。 Y=β・Y# =(αk'/α1)・(1/αk')×( ) =g$1×( ) ここで、g$k'→∞とすると、g$1=-Flとなる。従って、
式: Y=-Fl×( ) =-Fl×αk'×Y# が成り立つ。
を説明する。倍率βは、式: β=g$1/g$k=αk'/α1 で表される。ここで、α1=1/g$1である。一方、像面IS
と物面OSとには、式: Y=β・Y# の関係があり、また、Y#やΔY#は1/αk'×( )の形とな
っているので、次のように変形する。 Y=β・Y# =(αk'/α1)・(1/αk')×( ) =g$1×( ) ここで、g$k'→∞とすると、g$1=-Flとなる。従って、
式: Y=-Fl×( ) =-Fl×αk'×Y# が成り立つ。
【0039】次に、像面上の軸外像点移動誤差を説明す
る。偏心量Eは、式(4C)及びαk'=1/gk'$より、以下の
式: θ=ΔY0#/g$k'=E・ΔE/2 E=2・θ/ΔE で表される。この手ぶれ補正角θが一定となるように規
格化する(0.7deg=0.0122173rad)。
る。偏心量Eは、式(4C)及びαk'=1/gk'$より、以下の
式: θ=ΔY0#/g$k'=E・ΔE/2 E=2・θ/ΔE で表される。この手ぶれ補正角θが一定となるように規
格化する(0.7deg=0.0122173rad)。
【0040】平行偏心(回転変換しない)により、ΔY=
(ΔY#-ΔY0#)を像面変換すると(ここで、N・tanω=Φ/F
l,Φ2=Y2+Z2)、以下の式(6A)〜(6D)が得られる。 ΔY=(θ・Φ2/Fl)・[{(2+cos2・φω)・VE1-VE2}/ΔE] ……(6A) ΔZ=(θ・Φ2/Fl)・[{(sin2・φω)・VE1-VE2}/ΔE] ……(6B) Y+像点,Y-像点{式(6A),(6B)のφω=0,π}: ΔYY=(θ・Y2/Fl)・{(3・VE1-VE2)/ΔE} ……(6C) Z像点{式(6A),(6B)のφω=π/2}: ΔYZ=(θ・Z2/Fl)・{(VE1-VE2)/ΔE} ……(6D)
(ΔY#-ΔY0#)を像面変換すると(ここで、N・tanω=Φ/F
l,Φ2=Y2+Z2)、以下の式(6A)〜(6D)が得られる。 ΔY=(θ・Φ2/Fl)・[{(2+cos2・φω)・VE1-VE2}/ΔE] ……(6A) ΔZ=(θ・Φ2/Fl)・[{(sin2・φω)・VE1-VE2}/ΔE] ……(6B) Y+像点,Y-像点{式(6A),(6B)のφω=0,π}: ΔYY=(θ・Y2/Fl)・{(3・VE1-VE2)/ΔE} ……(6C) Z像点{式(6A),(6B)のφω=π/2}: ΔYZ=(θ・Z2/Fl)・{(VE1-VE2)/ΔE} ……(6D)
【0041】次に、回転変換を行う。Y#=-Y/(Fl×
αk')であるので、式(5A)中の-Y#・θ・tanω・cosφωに
関し、式: -Y#・θ・tanω・cosφω=Y/(Fl×αk')・θ・tanω・cosφω が成り立つ。Y+像点,Y-像点では、φω=0,π、また、
tanω/αk'=Yであるので、像面での-Y#・θ・tanω・cosφ
ω=Y2・θ/Flである。これを式(6C)に加えると、次の式
(6E)が得られる。一方、Z像点では、φω=π/2である
ので、像面での-Y#・θ・tanω・cosφω=0である。これ
を式(6D)に加えると、次の式(6F)が得られる。 ΔYY'=(θ・Y2/Fl)・{(3・VE1-VE2-ΔE)/ΔE} ……(6E) ΔYZ'=ΔYZ ……(6F)
αk')であるので、式(5A)中の-Y#・θ・tanω・cosφωに
関し、式: -Y#・θ・tanω・cosφω=Y/(Fl×αk')・θ・tanω・cosφω が成り立つ。Y+像点,Y-像点では、φω=0,π、また、
tanω/αk'=Yであるので、像面での-Y#・θ・tanω・cosφ
ω=Y2・θ/Flである。これを式(6C)に加えると、次の式
(6E)が得られる。一方、Z像点では、φω=π/2である
ので、像面での-Y#・θ・tanω・cosφω=0である。これ
を式(6D)に加えると、次の式(6F)が得られる。 ΔYY'=(θ・Y2/Fl)・{(3・VE1-VE2-ΔE)/ΔE} ……(6E) ΔYZ'=ΔYZ ……(6F)
【0042】[片ボケ]次に、片ボケを説明する。式(1
A),(1B)から、ΔMは{ΔYの(Rの1次の項)φR=0}×g$k'
であり、ΔSは{ΔZの(Rの1次の項)φR=π/2}×g$k'で
ある。まず、回転前の物面OS上では(ここで、αk'=Nk'/
g$k',E/2=θ/ΔEを用いる。)、式: ΔM#=(-g$k'2・θ/Nk')×2・R・(N・tanω)・cosφω・{(3・IIIE+PE)/ΔE} が成り立つ。そして、回転後は式: ΔM'#≒ΔM#+θY# が成り立つ。
A),(1B)から、ΔMは{ΔYの(Rの1次の項)φR=0}×g$k'
であり、ΔSは{ΔZの(Rの1次の項)φR=π/2}×g$k'で
ある。まず、回転前の物面OS上では(ここで、αk'=Nk'/
g$k',E/2=θ/ΔEを用いる。)、式: ΔM#=(-g$k'2・θ/Nk')×2・R・(N・tanω)・cosφω・{(3・IIIE+PE)/ΔE} が成り立つ。そして、回転後は式: ΔM'#≒ΔM#+θY# が成り立つ。
【0043】像面上に変換すると共に、Nk'=1,N=1とす
ると、式: ΔM'=β2・ΔM'# =-g$1 2・θ×2・R・tanω・cosφω・{(3・IIIE+PE)/ΔE}+β・Y・θ が得られ、物面OSを∞とすると(ここで、g$1=-Fl,β→
0,tanω=Y/Fl,φω=0とする。)、メリディオナル片ボ
ケΔM'を表す式(7A)が得られる。同様にして、サジタル
片ボケΔS'を表す式(7B)が得られる。 ΔM'=-2・Fl・Y・θ・R・{(3・IIIE+PE)/ΔE} ……(7A) ΔS'=-2・Fl・Y・θ・R・{(IIIE+PE)/ΔE} ……(7B)
ると、式: ΔM'=β2・ΔM'# =-g$1 2・θ×2・R・tanω・cosφω・{(3・IIIE+PE)/ΔE}+β・Y・θ が得られ、物面OSを∞とすると(ここで、g$1=-Fl,β→
0,tanω=Y/Fl,φω=0とする。)、メリディオナル片ボ
ケΔM'を表す式(7A)が得られる。同様にして、サジタル
片ボケΔS'を表す式(7B)が得られる。 ΔM'=-2・Fl・Y・θ・R・{(3・IIIE+PE)/ΔE} ……(7A) ΔS'=-2・Fl・Y・θ・R・{(IIIE+PE)/ΔE} ……(7B)
【0044】[軸上コマ]次に、軸上コマを説明する。
式(1A)に基づき、ω=0,Upperの偏心によるコマは、
式: ΔYUpper#=ΔY#(ω=0,φR=0)−ΔY#(ω=0,R=0) =-E/(2・α')×R2×3・IIE で表され、ω=0、Lowerの偏心によるコマ(ΔYUpper#と
符号を含めて同じである。)は、式: ΔYLower#=ΔY#(ω=0,φR=π)−ΔY#(ω=0,R=0) =-E/(2・α')×R2×3・IIE で表される。
式(1A)に基づき、ω=0,Upperの偏心によるコマは、
式: ΔYUpper#=ΔY#(ω=0,φR=0)−ΔY#(ω=0,R=0) =-E/(2・α')×R2×3・IIE で表され、ω=0、Lowerの偏心によるコマ(ΔYUpper#と
符号を含めて同じである。)は、式: ΔYLower#=ΔY#(ω=0,φR=π)−ΔY#(ω=0,R=0) =-E/(2・α')×R2×3・IIE で表される。
【0045】ω=0なので、軸上コマは回転変換に対して
ほとんど変化しない。物面OSから像面ISへの変換により
(ΔY=β・ΔY#,E/2=θ/ΔE)、式: ΔYUpper=Fl×θ×R2×(3・IIE/ΔE)=ΔYLower が得られ、軸上コマAXCMは、次の式(8A)で表される。 AXCM=(ΔYUpper+ΔYLower)/2 =ΔYUpper ……(8A)
ほとんど変化しない。物面OSから像面ISへの変換により
(ΔY=β・ΔY#,E/2=θ/ΔE)、式: ΔYUpper=Fl×θ×R2×(3・IIE/ΔE)=ΔYLower が得られ、軸上コマAXCMは、次の式(8A)で表される。 AXCM=(ΔYUpper+ΔYLower)/2 =ΔYUpper ……(8A)
【0046】以上のようにして得られた式(6E),(6F),
(7A),(7B),(8A)中の一部を、新たに以下の式(9A)〜(9
E)で表す手ぶれ収差係数として定義する。 y軸上像点の軸外像点移動誤差… VEY={(3・VE1-VE2-ΔE)/ΔE} …(9A) z軸上像点の軸外像点移動誤差… VEZ={(VE1-VE2)/ΔE} …(9B) マージナル片ボケ………………… IIIEM={(3・IIIE+PE)/ΔE} …(9C) サジタル片ボケ…………………… IIIES={(IIIE+PE)/ΔE} …(9D) 軸上コマ…………………………… IIEA={(3・IIE)/ΔE} …(9E)
(7A),(7B),(8A)中の一部を、新たに以下の式(9A)〜(9
E)で表す手ぶれ収差係数として定義する。 y軸上像点の軸外像点移動誤差… VEY={(3・VE1-VE2-ΔE)/ΔE} …(9A) z軸上像点の軸外像点移動誤差… VEZ={(VE1-VE2)/ΔE} …(9B) マージナル片ボケ………………… IIIEM={(3・IIIE+PE)/ΔE} …(9C) サジタル片ボケ…………………… IIIES={(IIIE+PE)/ΔE} …(9D) 軸上コマ…………………………… IIEA={(3・IIE)/ΔE} …(9E)
【0047】上記手ぶれ収差係数を表す式(9A)〜(9E)に
式(3A)〜(3F)を代入して整理すると、手ぶれ収差係数を
表す以下の式(10A)〜(10E)が得られる。 VEY=-1/2・{3VR-3VD・A+2-(3・IIIR+PR)・H#+(3・IIID+PD)・A#} ……(10A) VEZ=-1/2・{VR-VD・A-(IIIR+PR)・H#+(IIID+PD)・A#} ……(10B) IIIEM=-1/2・{(3・IIIR+PR)-(3・IIID+PD)・A-3・IIR・H#+3・IID・A#} ……(10C) IIIES=-1/2・{(IIIR+PR)-(IIID+PD)・A-IIR・H#+IID・A#} ……(10D) IIEA=-3/2・(IIR+IID・A-IR・H#+ID・A#) ……(10E) 但し、 ( )D:補正レンズ群の収差係数の和 ( )R:補正レンズ群より後(物体側)の収差係数の和 A=αi/(αj'-αi) (ここで、補正レンズ群をi〜jとす
る。) A#=αi#/(αj'-αi) H#=(αi'#-αi#)/(αj'-αi) である。
式(3A)〜(3F)を代入して整理すると、手ぶれ収差係数を
表す以下の式(10A)〜(10E)が得られる。 VEY=-1/2・{3VR-3VD・A+2-(3・IIIR+PR)・H#+(3・IIID+PD)・A#} ……(10A) VEZ=-1/2・{VR-VD・A-(IIIR+PR)・H#+(IIID+PD)・A#} ……(10B) IIIEM=-1/2・{(3・IIIR+PR)-(3・IIID+PD)・A-3・IIR・H#+3・IID・A#} ……(10C) IIIES=-1/2・{(IIIR+PR)-(IIID+PD)・A-IIR・H#+IID・A#} ……(10D) IIEA=-3/2・(IIR+IID・A-IR・H#+ID・A#) ……(10E) 但し、 ( )D:補正レンズ群の収差係数の和 ( )R:補正レンズ群より後(物体側)の収差係数の和 A=αi/(αj'-αi) (ここで、補正レンズ群をi〜jとす
る。) A#=αi#/(αj'-αi) H#=(αi'#-αi#)/(αj'-αi) である。
【0048】ΔE=-2・(αj'-αi)は{ここで、(αj'-αi)
は0.7°/mmのとき±0.0122173である。}、(手ぶれ補正
角)/(レンズ偏心量)の係数なので、ほぼ所定の値を目指
す(但し、補正レンズ群が正か負かで符号が異なる。)。
従って、Aは(像側から見た)補正レンズ群へのマージナ
ル光線の入射角であり、A#は主光線の入射角に比例す
る。補正レンズ群中でh#やhがあまり変化しない場合、H
#は主光線のh#とマージナル光線のhとの比を表す。
は0.7°/mmのとき±0.0122173である。}、(手ぶれ補正
角)/(レンズ偏心量)の係数なので、ほぼ所定の値を目指
す(但し、補正レンズ群が正か負かで符号が異なる。)。
従って、Aは(像側から見た)補正レンズ群へのマージナ
ル光線の入射角であり、A#は主光線の入射角に比例す
る。補正レンズ群中でh#やhがあまり変化しない場合、H
#は主光線のh#とマージナル光線のhとの比を表す。
【0049】上記式(10A)〜(10E)内の各偏心収差係数は
反転系で定義されているので、これらを再度、非反転系
に戻さなければならない。そこで、式(10A)〜(10E)内の
各係数を上述の式(2A)〜(2J)を使って非反転系に戻す
と、以下の式(11A)〜(11E)が得られる。 VEY=+1/2・{3VF-3VD・A-2+(3・IIIF+PF)H#-(3・IIID+PD)・A#} ……(11A) VEZ=+1/2・{VF-VD・A+(IIIF+PF)H#-(IIID+PD)・A#} ……(11B) IIIEM=-1/2・{(3・IIIF+PF)-(3・IIID+PD)・A+3・IIF・H#-3・IID・A#} ……(11C) IIIES=-1/2・{(IIIF+PF)-(IIID+PD)・A+IIF・H#-IID・A#} ……(11D) IIEA=+3/2・(IIF-IID・A+IF・H#-ID・A#) ……(11E) 但し、 ( )D:補正レンズ群、非反転系の収差係数の和 ( )F:補正レンズ群より前の収差係数の和 A=-αn'/(αn'-αm) A#=αn'#/(αn'-αm) H=-(αn'#-αm#)/(αn'-αm)=-(Σhμ#・φμ)/(Σhμ
・φμ) ΔE=-2(αn'-αm) である(補正レンズ群をm→n,反転j←i)。
反転系で定義されているので、これらを再度、非反転系
に戻さなければならない。そこで、式(10A)〜(10E)内の
各係数を上述の式(2A)〜(2J)を使って非反転系に戻す
と、以下の式(11A)〜(11E)が得られる。 VEY=+1/2・{3VF-3VD・A-2+(3・IIIF+PF)H#-(3・IIID+PD)・A#} ……(11A) VEZ=+1/2・{VF-VD・A+(IIIF+PF)H#-(IIID+PD)・A#} ……(11B) IIIEM=-1/2・{(3・IIIF+PF)-(3・IIID+PD)・A+3・IIF・H#-3・IID・A#} ……(11C) IIIES=-1/2・{(IIIF+PF)-(IIID+PD)・A+IIF・H#-IID・A#} ……(11D) IIEA=+3/2・(IIF-IID・A+IF・H#-ID・A#) ……(11E) 但し、 ( )D:補正レンズ群、非反転系の収差係数の和 ( )F:補正レンズ群より前の収差係数の和 A=-αn'/(αn'-αm) A#=αn'#/(αn'-αm) H=-(αn'#-αm#)/(αn'-αm)=-(Σhμ#・φμ)/(Σhμ
・φμ) ΔE=-2(αn'-αm) である(補正レンズ群をm→n,反転j←i)。
【0050】上記式(11A)〜(11E)から以下のことが分か
る。第1に、前述したように、松井氏の上記論文の方法
では偏心レンズ群とそれより後の光学系とが性能に関係
するが、式(11A)〜(11E)では偏心レンズとそれより前の
光学系とが関係する。第2に、軸外像点移動誤差は広角
系(補正レンズ群の焦点距離Flが分母)で大きくなり、片
ボケ,軸上コマは望遠系で大きくなる傾向がある。
る。第1に、前述したように、松井氏の上記論文の方法
では偏心レンズ群とそれより後の光学系とが性能に関係
するが、式(11A)〜(11E)では偏心レンズとそれより前の
光学系とが関係する。第2に、軸外像点移動誤差は広角
系(補正レンズ群の焦点距離Flが分母)で大きくなり、片
ボケ,軸上コマは望遠系で大きくなる傾向がある。
【0051】第3に、偏心レンズ群とそれより前の群の
収差係数を小さくすれば、偏心時の収差劣化は小さくな
るが、軸外像点移動誤差ΔYY’の係数VEYには、定数(式
(11A)中の{ }内の-2)が残る。これは、物面OSと像面IS
とが、回転ブレによって傾いた関係になるため発生する
項である。この定数項(-2)による軸外像点移動誤差は、
広角系で非常に大きくなる。例えば、焦点距離Fl=38mm
では、軸外像点移動誤差ΔYY'=-72μmになり、無視で
きない。また、この定数項(-2)による軸外像点移動誤差
は、各収差係数を"0"にしても残ってしまう。従って、
定数項(-2)を相殺するように各収差係数を設定すること
が望ましく、そのための条件を上記条件式(3)が示して
いる。
収差係数を小さくすれば、偏心時の収差劣化は小さくな
るが、軸外像点移動誤差ΔYY’の係数VEYには、定数(式
(11A)中の{ }内の-2)が残る。これは、物面OSと像面IS
とが、回転ブレによって傾いた関係になるため発生する
項である。この定数項(-2)による軸外像点移動誤差は、
広角系で非常に大きくなる。例えば、焦点距離Fl=38mm
では、軸外像点移動誤差ΔYY'=-72μmになり、無視で
きない。また、この定数項(-2)による軸外像点移動誤差
は、各収差係数を"0"にしても残ってしまう。従って、
定数項(-2)を相殺するように各収差係数を設定すること
が望ましく、そのための条件を上記条件式(3)が示して
いる。
【0052】第4に、偏心時の収差劣化を小さくするた
めには、各収差係数を小さくするとともに、収差係数に
かかる係数A,A#,H#等を小さくする必要がある。A,A#
については、分母のαn'-αmを大きくすればよいが、こ
れはΔE=-2(αn'-αm)に直結するため、大きすぎるとブ
レ補正感度(何mmレンズを偏心させると光束を何度曲げ
るか)が高くなりすぎ、メカ的な駆動精度が必要にな
る。H#については、補正レンズ群が絞りに近い方が、各
面のh#が小さくなり、H#も小さくなる。
めには、各収差係数を小さくするとともに、収差係数に
かかる係数A,A#,H#等を小さくする必要がある。A,A#
については、分母のαn'-αmを大きくすればよいが、こ
れはΔE=-2(αn'-αm)に直結するため、大きすぎるとブ
レ補正感度(何mmレンズを偏心させると光束を何度曲げ
るか)が高くなりすぎ、メカ的な駆動精度が必要にな
る。H#については、補正レンズ群が絞りに近い方が、各
面のh#が小さくなり、H#も小さくなる。
【0053】
【実施例】以下、本発明に係る手ぶれ補正機能を有する
ズームレンズの実施例を示す。但し、各実施例におい
て、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面の曲
率半径、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の軸
上面間隔(ここでは、手ぶれ補正レンズの偏心前の状態
について示す)を示し、Ni(i=1,2,3,...),νi(i=1,2,
3,...)は物体側から数えてi番目のレンズのd線に対す
る屈折率,アッベ数を示す。fは広角端及び望遠端にお
ける全系の焦点距離、FNoはFナンバーを示す。
ズームレンズの実施例を示す。但し、各実施例におい
て、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面の曲
率半径、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の軸
上面間隔(ここでは、手ぶれ補正レンズの偏心前の状態
について示す)を示し、Ni(i=1,2,3,...),νi(i=1,2,
3,...)は物体側から数えてi番目のレンズのd線に対す
る屈折率,アッベ数を示す。fは広角端及び望遠端にお
ける全系の焦点距離、FNoはFナンバーを示す。
【0054】なお、各実施例中、曲率半径に*印を付し
た面は非球面で構成された面であることを示し、非球面
の面形状を表わす次の数1の式で定義するものとする。
た面は非球面で構成された面であることを示し、非球面
の面形状を表わす次の数1の式で定義するものとする。
【0055】
【数1】
【0056】但し、数1の式中、 X :光軸方向の基準面からの変位量 Y :光軸と垂直な方向の高さ C :近軸曲率 ε:2次曲面パラメータ Ai:i次の非球面係数 である。
【0057】<実施例1> f=38.9〜112.7 FNo=4.12〜10.06 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1 -23.134 d1 1.480 N1 1.80500 ν1 40.97 r2 -43.384 d2 0.691 r3 84.476 d3 3.947 N2 1.48749 ν2 70.44 r4 -28.730 d4 1.974〜19.858 r5* 37.755 d5 2.862 N3 1.84506 ν3 23.66 r6* 29.619 d6 1.974 r7 -37.076 d7 3.257 N4 1.51680 ν4 64.20 r8 -11.740 d8 2.566 r9 ∞(絞り) d9 14.277〜1.776 r10* -93.451 d10 3.454 N5 1.58340 ν5 30.23 r11* -29.294 d11 3.651 r12 -12.159 d12 0.987 N6 1.78850 ν6 45.68 r13 -98.834 Σd=41.119〜46.502
【0058】[非球面係数] r5:ε= 1.0000 A4=-0.17862×10-3 A6=-0.16659×10-5 A8=-0.38927×10-8 A10= 0.44900×10-10 A12=-0.16019×10-11 r6:ε= 1.0000 A4=-0.13469×10-3 A6=-0.14553×10-5 A8= 0.13468×10-7 A10=-0.11665×10-9 A12=-0.10306×10-11 A14= 0.67707×10-15 A16= 0.60892×10-16 r10:ε= 1.0000 A3=-0.37915×10-3 A4= 0.20239×10-3 A5=-0.40425×10-4 A6= 0.44402×10-5 A7= 0.77130×10-7 A8=-0.46861×10-7 A9=-0.43276×10-9 A10= 0.33181×10-9 A11= 0.80295×10-11 A12=-0.22144×10-11 A13=-0.39322×10-14 A14=-0.37118×10-17 r11:ε= 1.0000 A3=-0.31594×10-3 A4= 0.72536×10-4 A5=-0.11831×10-4 A6=-0.18478×10-7 A7= 0.54421×10-7 A8= 0.44369×10-7 A9=-0.91140×10-8 A10= 0.12688×10-9 A11= 0.50618×10-10 A12=-0.17558×10-12 A13=-0.23579×10-12
【0059】<実施例2> f=38.2〜147.0 FNo=3.55〜9.57 [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] r1 29.916 d1 1.571 N1 1.84666 ν1 23.82 r2 23.932 d2 0.687 r3 23.477 d3 4.517 N2 1.51680 ν2 64.20 r4 69.470 d4 3.928〜33.619 r5* -30.365 d5 1.277 N3 1.76683 ν3 49.47 r6* 21.645 d6 1.964 r7 25.792 d7 2.602 N4 1.83350 ν4 21.00 r8 -259.608 d8 1.915 r9 25.444 d9 1.669 N5 1.83350 ν5 21.00 r10 12.325 d10 4.822 N6 1.51178 ν6 69.07 r11* -14.971 d11 1.080 r12 ∞(絞り) d12 21.121〜2.875 r13* -41.831 d13 3.634 N7 1.84506 ν7 23.66 r14* -24.936 d14 3.044 r15 -14.963 d15 1.178 N8 1.75450 ν8 51.57 r16 -2311.924 Σd=55.010〜66.456
【0060】[非球面係数] r5:ε= 1.0000 A4=-0.10080×10-3 A6= 0.17197×10-5 A8=-0.17247×10-7 A10= 0.82125×10-10 A12=-0.72093×10-12 r6:ε= 1.0000 A4=-0.52707×10-4 A6= 0.15108×10-5 A8= 0.33309×10-8 A10=-0.17757×10-9 A12= 0.60417×10-14 r11:ε= 1.0000 A4= 0.12379×10-4 A6= 0.59111×10-6 A8=-0.40424×10-7 A10= 0.97489×10-9 A12=-0.90941×10-11 r13:ε= 1.0000 A4= 0.17108×10-4 A6=-0.28707×10-6 A8= 0.57772×10-8 A10=-0.48868×10-10 A12= 0.16153×10-12 r14:ε= 1.0000 A4=-0.45301×10-5 A6=-0.31847×10-6 A8= 0.56666×10-8 A10=-0.47316×10-10 A12= 0.13749×10-12
【0061】図1,図2は、それぞれ実施例1,実施例
2に対応するレンズ構成図であり、各レンズ構成図は、
広角端(W)でのレンズ配置を示しており、図中の矢印m
1,m2及びm3は、それぞれ第1群Gr1,第2群G
r2及び絞りS並びに第3群Gr3の広角端(W)から望
遠端(T)にかけての移動を模式的に示している。
2に対応するレンズ構成図であり、各レンズ構成図は、
広角端(W)でのレンズ配置を示しており、図中の矢印m
1,m2及びm3は、それぞれ第1群Gr1,第2群G
r2及び絞りS並びに第3群Gr3の広角端(W)から望
遠端(T)にかけての移動を模式的に示している。
【0062】実施例1は、物体側より順に、物体側に凹
の負メニスカスレンズ及び両凸の正レンズから成る第1
群Gr1と,像側に凹の負メニスカスレンズ(負の前群)
及び像側に凸の正メニスカスレンズ(正の後群)から成る
第2群Gr2(斜線部分)と,絞りSと,像側に凸の正メ
ニスカスレンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズか
ら成る第3群Gr3とから構成されている。なお、第2
群Gr2の中の負メニスカスレンズの両面と,第3群G
r2の中の正メニスカスレンズの両面とは非球面であ
る。
の負メニスカスレンズ及び両凸の正レンズから成る第1
群Gr1と,像側に凹の負メニスカスレンズ(負の前群)
及び像側に凸の正メニスカスレンズ(正の後群)から成る
第2群Gr2(斜線部分)と,絞りSと,像側に凸の正メ
ニスカスレンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズか
ら成る第3群Gr3とから構成されている。なお、第2
群Gr2の中の負メニスカスレンズの両面と,第3群G
r2の中の正メニスカスレンズの両面とは非球面であ
る。
【0063】実施例2は、物体側より順に、像側に凹の
負メニスカスレンズ及び物体側に凸の正メニスカスレン
ズから成る第1群Gr1と,両凹の負レンズ及び両凸の
正レンズより成る負の前群並びに像側に凹の負メニスカ
スレンズと両凸レンズとの接合レンズ(正の後群)から成
る第2群Gr2(斜線部分)と,絞りSと,像側に凸の正
メニスカスレンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズ
から成る第3群Gr3とから構成されている。なお、第
2群Gr2の中の両凹レンズの両面と,第2群中の接合
レンズの像側の面と,第3群Gr2の中の正メニスカス
レンズの両面とは非球面である。
負メニスカスレンズ及び物体側に凸の正メニスカスレン
ズから成る第1群Gr1と,両凹の負レンズ及び両凸の
正レンズより成る負の前群並びに像側に凹の負メニスカ
スレンズと両凸レンズとの接合レンズ(正の後群)から成
る第2群Gr2(斜線部分)と,絞りSと,像側に凸の正
メニスカスレンズ及び物体側に凹の負メニスカスレンズ
から成る第3群Gr3とから構成されている。なお、第
2群Gr2の中の両凹レンズの両面と,第2群中の接合
レンズの像側の面と,第3群Gr2の中の正メニスカス
レンズの両面とは非球面である。
【0064】図3,図4は、それぞれ実施例1,実施例
2に対応する縦収差図である。各図中、(W)は広角端,
(T)は望遠端での標準状態(偏心前状態)での収差を示し
ている。また、実線(d)はd線に対する収差を表わし、
破線(SC)は正弦条件を表わす。さらに、破線(DM)と
実線(DS)はメリディオナル面とサジタル面での非点収
差をそれぞれ表わしている。
2に対応する縦収差図である。各図中、(W)は広角端,
(T)は望遠端での標準状態(偏心前状態)での収差を示し
ている。また、実線(d)はd線に対する収差を表わし、
破線(SC)は正弦条件を表わす。さらに、破線(DM)と
実線(DS)はメリディオナル面とサジタル面での非点収
差をそれぞれ表わしている。
【0065】図5〜図8は実施例1の第2群Gr2偏心
前(A)・偏心後(B)の横収差図であり、図9〜図12は
実施例2の第2群Gr2偏心前(A)・偏心後(B)の横収
差図である。図5〜図12中の偏心後の収差図(B)は、
第2群Gr2の手ぶれ補正角θ=0.7deg(=0.0122173ra
d)で補正した状態の収差を表す。これらの横収差図にお
いて、図5,図6,図9及び図10では広角端(W)での
横収差を示し、図7,図8,図11及び図12では望遠
端(T)での横収差を示す。また、図5,図7,図9及び
図11ではメリディオナル面の光束についての横収差を
示し、図6,図8,図10及び図12ではサジタル面の
光束についての横収差を示す。
前(A)・偏心後(B)の横収差図であり、図9〜図12は
実施例2の第2群Gr2偏心前(A)・偏心後(B)の横収
差図である。図5〜図12中の偏心後の収差図(B)は、
第2群Gr2の手ぶれ補正角θ=0.7deg(=0.0122173ra
d)で補正した状態の収差を表す。これらの横収差図にお
いて、図5,図6,図9及び図10では広角端(W)での
横収差を示し、図7,図8,図11及び図12では望遠
端(T)での横収差を示す。また、図5,図7,図9及び
図11ではメリディオナル面の光束についての横収差を
示し、図6,図8,図10及び図12ではサジタル面の
光束についての横収差を示す。
【0066】表1に、実施例1及び実施例2について条
件式(1)〜(3)に対応する値を示す。また、表2に、広角
端(W)及び望遠端(T)における実施例1及び実施例2の
手ぶれ補正時の収差劣化(即ち、平行偏心した状態での
各誤差量)を示す。
件式(1)〜(3)に対応する値を示す。また、表2に、広角
端(W)及び望遠端(T)における実施例1及び実施例2の
手ぶれ補正時の収差劣化(即ち、平行偏心した状態での
各誤差量)を示す。
【0067】
【表1】
【0068】
【表2】
【0069】このように本発明の実施例は、3〜4倍の
高変倍ズームレンズであるにもかかわらず、広角端から
望遠端にかけての全ズーム域において、手ぶれ補正のた
めに補正レンズ群を偏心させても収差劣化が少ないもの
となっており、しかもコンパクトに構成されているの
で、例えばレンズシャッターカメラ用のズームレンズと
して最適である。
高変倍ズームレンズであるにもかかわらず、広角端から
望遠端にかけての全ズーム域において、手ぶれ補正のた
めに補正レンズ群を偏心させても収差劣化が少ないもの
となっており、しかもコンパクトに構成されているの
で、例えばレンズシャッターカメラ用のズームレンズと
して最適である。
【0070】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る手ぶれ
補正機能を有するズームレンズによれば、ズーム群の1
つである第2群を手ぶれ補正に用いることによって、コ
ンパクト性を保持しつつ偏心収差の発生を抑えることが
できる。また、第2群を負・正で構成しその後ろに絞り
を位置させることによって、軸外像点移動誤差及び片ボ
ケの補正を良好に行うことができる。さらに、広角側か
ら望遠側にかけてのズーミングにおいて第1群と第2群
との間隔が大きくなるようにズーミングを行うことによ
って、色収差補正を良好に行うことができる。従って、
3倍以上の高変倍ズームレンズでも、コンパクト性を保
持しつつ、ズーム全域で高い光学性能を保持した手ぶれ
補正を行うことができる。
補正機能を有するズームレンズによれば、ズーム群の1
つである第2群を手ぶれ補正に用いることによって、コ
ンパクト性を保持しつつ偏心収差の発生を抑えることが
できる。また、第2群を負・正で構成しその後ろに絞り
を位置させることによって、軸外像点移動誤差及び片ボ
ケの補正を良好に行うことができる。さらに、広角側か
ら望遠側にかけてのズーミングにおいて第1群と第2群
との間隔が大きくなるようにズーミングを行うことによ
って、色収差補正を良好に行うことができる。従って、
3倍以上の高変倍ズームレンズでも、コンパクト性を保
持しつつ、ズーム全域で高い光学性能を保持した手ぶれ
補正を行うことができる。
【0071】さらに、前記条件式(1)を満たすことによ
り歪曲収差を良好に補正することができ、前記条件式
(2)を満たすことにより球面収差を良好に補正すること
ができるので、補正前後のいずれについても光学性能の
更なる向上を図ることができる。
り歪曲収差を良好に補正することができ、前記条件式
(2)を満たすことにより球面収差を良好に補正すること
ができるので、補正前後のいずれについても光学性能の
更なる向上を図ることができる。
【図1】本発明の実施例1のレンズ構成図。
【図2】本発明の実施例2のレンズ構成図。
【図3】本発明の実施例1の偏心前の縦収差図。
【図4】本発明の実施例2の偏心前の縦収差図。
【図5】実施例1の広角端における偏心前後のメリディ
オナル横収差を示す収差図。
オナル横収差を示す収差図。
【図6】実施例1の広角端における偏心前後のサジタル
横収差を示す収差図。
横収差を示す収差図。
【図7】実施例1の望遠端における偏心前後のメリディ
オナル横収差を示す収差図。
オナル横収差を示す収差図。
【図8】実施例1の望遠端における偏心前後のサジタル
横収差を示す収差図。
横収差を示す収差図。
【図9】実施例2の広角端における偏心前後のメリディ
オナル横収差を示す収差図。
オナル横収差を示す収差図。
【図10】実施例2の広角端における偏心前後のサジタ
ル横収差を示す収差図。
ル横収差を示す収差図。
【図11】実施例2の望遠端における偏心前後のメリデ
ィオナル横収差を示す収差図。
ィオナル横収差を示す収差図。
【図12】実施例2の望遠端における偏心前後のサジタ
ル横収差を示す収差図。
ル横収差を示す収差図。
【図13】手ぶれ補正光学系の像劣化の要因を説明する
ための図。
ための図。
【図14】光学系と座標との関係を説明するための図。
【図15】偏心による光線通過位置の違いを説明するた
めの図。
めの図。
【図16】物面の回転変換を説明するための図。
【図17】反転系・非反転系の収差係数を説明するため
の図。
の図。
【図18】回転変換を説明するための図。
【図19】像面への変換を説明するための図。
Gr1 …第1群 Gr2 …第2群 Gr3 …第3群 S …絞り
Claims (2)
- 【請求項1】物体側から順に、正のパワーを有する第1
群と,正のパワーを有する第2群と,絞りと,負のパワ
ーを有する第3群とから成り、 前記第2群は、物体側から順に、負のパワーを有する前
群と正のパワーを有する後群とから成り、 広角側から望遠側にかけてのズーミングにおいて前記第
1群と第2群との間隔が大きくなるように、前記第1群
と第2群との間隔及び第2群と第3群との間隔を変化さ
せることによってズーミングを行い、 前記第2群全体を平行偏心させることにより手ぶれ補正
を行うことを特徴とする手ぶれ補正機能を有するズーム
レンズ。 - 【請求項2】物体側から順に、正のパワーを有する第1
群と,正のパワーを有する第2群と,絞りと,負のパワ
ーを有する第3群とから成り、 前記第2群は、物体側から順に、負のパワーを有する前
群と正のパワーを有する後群とから成り、 広角側から望遠側にかけてのズーミングにおいて前記第
1群と第2群との間隔が大きくなるように、前記第1群
と第2群との間隔及び第2群と第3群との間隔を変化さ
せることによってズーミングを行い、 前記第2群全体を平行偏心させることにより手ぶれ補正
を行い、 更に以下の条件を満足することを特徴とする手ぶれ補正
機能を有するズームレンズ; 0<φI/φW<0.57 0.03<φDF/CDR<0.5 但し、 φI:第1群のパワー φW:広角端での全系のパワー φDF:第2群の前群のパワー CDR:第2群の最像側面の曲率 である。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6219711A JPH0882769A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 手ぶれ補正機能を有するズームレンズ |
US09/296,926 US6204968B1 (en) | 1994-09-14 | 1999-04-22 | Zoom lens system having a camera shake compensating function |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6219711A JPH0882769A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 手ぶれ補正機能を有するズームレンズ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0882769A true JPH0882769A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16739774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6219711A Pending JPH0882769A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 手ぶれ補正機能を有するズームレンズ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6204968B1 (ja) |
JP (1) | JPH0882769A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08179215A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-12 | Canon Inc | ズームレンズ |
JPH09325269A (ja) * | 1996-06-03 | 1997-12-16 | Nikon Corp | 像位置補正光学系 |
US6091901A (en) * | 1997-12-08 | 2000-07-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system and photographing apparatus having image stabilizing function |
US6327099B1 (en) | 1999-03-16 | 2001-12-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and optical device having the same |
US6493142B1 (en) | 1999-07-30 | 2002-12-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and photographing apparatus having it |
CN107765399A (zh) * | 2017-11-11 | 2018-03-06 | 福建福光股份有限公司 | 6mm的大通光日夜共焦高清镜头 |
JP6385606B1 (ja) * | 2017-12-29 | 2018-09-05 | エーエーシー テクノロジーズ ピーティーイー リミテッドAac Technologies Pte.Ltd. | 撮像光学レンズ |
WO2022250474A1 (ko) * | 2021-05-26 | 2022-12-01 | 삼성전자 주식회사 | 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치 |
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---|---|---|---|---|
JP4327987B2 (ja) * | 2000-04-24 | 2009-09-09 | オリンパス株式会社 | ズーム光学系 |
JP4389371B2 (ja) * | 2000-09-28 | 2009-12-24 | 株式会社ニコン | 画像修復装置および画像修復方法 |
CN108227135B (zh) * | 2017-12-18 | 2020-05-29 | 瑞声光学解决方案私人有限公司 | 摄像光学镜头 |
CN108254867B (zh) * | 2017-12-18 | 2020-02-18 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 摄像光学镜头 |
CN108089307B (zh) * | 2017-12-29 | 2020-07-17 | 瑞声光学解决方案私人有限公司 | 摄像光学镜头 |
CN108089313B (zh) * | 2017-12-29 | 2020-07-17 | 瑞声光学解决方案私人有限公司 | 摄像光学镜头 |
CN108267844B (zh) * | 2017-12-29 | 2020-03-20 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 摄像光学镜头 |
CN108227141B (zh) * | 2017-12-29 | 2020-05-29 | 瑞声光学解决方案私人有限公司 | 摄像光学镜头 |
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---|---|---|---|---|
US4974950A (en) | 1986-11-06 | 1990-12-04 | Canon Kabushiki Kaishi | Optical system for deflecting image |
JPH083580B2 (ja) | 1986-12-18 | 1996-01-17 | オリンパス光学工業株式会社 | コンパクトな高変倍率ズ−ムレンズ |
US4907868A (en) | 1987-02-18 | 1990-03-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical system for deflecting image |
JP2535969B2 (ja) | 1987-10-30 | 1996-09-18 | キヤノン株式会社 | 防振機能を有した変倍光学系 |
JPH0760223B2 (ja) | 1987-12-23 | 1995-06-28 | キヤノン株式会社 | 像安定化のための撮影光学系 |
JP2918115B2 (ja) | 1988-09-30 | 1999-07-12 | キヤノン株式会社 | 防振機能を有した変倍光学系 |
JPH02103014A (ja) | 1988-10-12 | 1990-04-16 | Minolta Camera Co Ltd | 手ブレ補正光学系を有したズームレンズ |
JPH04212916A (ja) | 1990-12-06 | 1992-08-04 | Minolta Camera Co Ltd | 像振れ補正機能を有する変倍光学系 |
JP3060117B2 (ja) * | 1990-12-26 | 2000-07-10 | オリンパス光学工業株式会社 | 小型3群ズームレンズ |
JPH04362909A (ja) | 1991-01-23 | 1992-12-15 | Nikon Corp | 防振補正光学系を備えたズームレンズ |
US5331467A (en) * | 1991-02-25 | 1994-07-19 | Nikon Corporation | Reflex lens system having the antivibration function |
JP3162113B2 (ja) | 1991-07-24 | 2001-04-25 | オリンパス光学工業株式会社 | 小型で明るいズームレンズ |
JPH0695039A (ja) | 1992-09-11 | 1994-04-08 | Nikon Corp | 防振機能を有するズームレンズ |
JPH06265827A (ja) * | 1993-03-13 | 1994-09-22 | Nikon Corp | 防振補正光学系を備えたズームレンズ |
-
1994
- 1994-09-14 JP JP6219711A patent/JPH0882769A/ja active Pending
-
1999
- 1999-04-22 US US09/296,926 patent/US6204968B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08179215A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-12 | Canon Inc | ズームレンズ |
JPH09325269A (ja) * | 1996-06-03 | 1997-12-16 | Nikon Corp | 像位置補正光学系 |
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US6493142B1 (en) | 1999-07-30 | 2002-12-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Zoom lens and photographing apparatus having it |
CN107765399A (zh) * | 2017-11-11 | 2018-03-06 | 福建福光股份有限公司 | 6mm的大通光日夜共焦高清镜头 |
CN107765399B (zh) * | 2017-11-11 | 2020-07-17 | 福建福光股份有限公司 | 6mm的大通光日夜共焦高清镜头 |
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WO2022250474A1 (ko) * | 2021-05-26 | 2022-12-01 | 삼성전자 주식회사 | 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
US6204968B1 (en) | 2001-03-20 |
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